采用磨齿加工的齿轮具有低传动噪音、高传动效率和长使用寿命的优点。磨齿加工曾被认为是一种用于航空或其它高技术领域的昂贵齿轮加工手段。但现在,观念已经改变:磨齿机的效率提高了
,砂轮性能也更好,高额成本得以大幅下降。由此,磨齿加工已开始大规模应用于齿轮加工中,如汽车、摩托车齿轮的制造,而且已达到普遍应用的程度。事实上,所有一级汽车齿轮供应商为保持竞争力,已普遍拥有磨齿机。汽车工业在未来2~5年内将逐渐成为硬齿面加工的增长市场。由于磨齿加工能去掉热处理畸变,因此许多齿轮箱均使用磨削齿轮,以更好地控制传动空程和噪音。磨齿加工工艺在整个齿轮行业中已基本成熟并在快速增长。 磨齿机的进步今天的磨齿机比十年前的同类型机床的效率提高了许多。这来源于一系列重大改进:
1 机载测量许多磨齿机因配备了机载测量系统而变得更为。由于使用了在机测量,不必将齿轮从工作台上拆卸下来送到其它地方去检测,齿轮模数,避免了再加工时的二次安装误差。加工时,先由机载测量系统初步分析齿轮,再将实测参数与理论设计参数对比,求出所需修正量,控制系统采集到这些修正数据后自动调整磨齿加工状态,然后再进行磨齿和测量。如此反复循环,直至达到所需的精度要求。一体化机载测量和机载修正系统使现代磨齿机更加高效。在国内,如秦川发展股份有限公司的YK75100型成型砂轮磨齿机,配以成都工具研究所的CEP 1000型上置式齿轮测量系统,已成功尝试了开环式在机测量(实测数据的反馈与控制还需人工完成)。但就国内整体水平而言,加工与测量的精度还需进一步提高。
2 直驱电机近年来,结构紧凑的直驱电机在砂轮主轴和齿轮工件主轴上的使用日渐增加。直驱主轴可避免传动链误差。因此,在“修砂轮—磨齿轮”循环中运用直驱电机,并配以较好的砂轮和多轴联动控制,可消除切削纹、偏畸几何形状、齿轮使用噪音的高频误差及有害振动。
修形齿轮,齿轮修形主要包括齿廓修形和齿向修形。对由于齿轮制造、轮齿受载后产生的弹性变形及高速运转热变形的综合结果产生的齿距和齿形误差的修整称为齿形修形,齿轮参数,对所产生的螺旋线误差的修整称为齿向修形。
齿向修形
通常一对齿轮只修正其中的一个齿轮的齿向,对于汽车变速器齿轮,一般修正中间轴上的齿轮。如果一个齿轮的齿向修形不能满足使用要求,可在两个齿轮上进行修正。
剃齿的修形
剃齿是齿轮的一种精加工方法,它的主要工作原理是根据交错轴斜齿轮副作无侧隙的啮合时,在齿面上产生相对滑动的原理。常用的剃齿方法主要有四种:轴向剃齿、对角剃齿、切向剃齿和径向剃齿。齿向鼓形量的加工在剃齿时可直接使用成形剃齿刀来实现,仅适用于切向剃和径向剃。
磨齿的修形
剃齿是热前进行的一种轮齿精加工方法,对于精度要求高的零件,则需要采用热后加工的方法,加工齿轮,硬齿面加工常用的工艺为磨齿。磨齿主要分展成磨削法和成型磨削法两种,齿轮磨床经过年的发展,已从单一产品演变到多系列、多规格,从传统的机械式到采用数控技术,从氧化铝砂轮到采用CBN砂轮,齿轮,使机床精度、性能和加工效率不断提高,而操作日趋简捷方便。
齿轮及齿轮副规定了12个精度等级,第1级的精度,第12级的精度。齿轮副中两个齿轮的精度等级一般取成相同,也允许取成不相同。
齿轮减速机的轴齿精度主要和运动精度、平稳性精度、接触精度有关。齿轮减速机的滚齿加工中用控制公法线长度和齿圈径跳来保证运动精度,用控制齿形误差和基节偏差来保证工作平稳性精度,用控制齿向误差来保证接触精度。
目前齿轮减速机的齿轮加工方法是滚齿、剃齿法,要求比较严格,只有将这种工艺水平发挥出色才能制造出高精度齿轮,而且剃齿精度能在很大的程度上校准齿轮减速机的滚齿精度,所以滚齿中的一些误差项目一定要严格控制,才能制造出高质量齿轮。
齿轮减速机的齿圈径向跳动是指在齿轮一转范围内,测头在齿槽内或轮齿上,与齿高中部双面接触,测头相对于轮齿轴线的变动量。
也就是齿轮减速机的轮齿齿圈相对于轴中心线的偏心,这种偏心是由于在安装齿轮减速机的零件时,零件的两中心孔与工作台的回转中心安装不重合或偏差太大而引起。
或者因为齿轮减速机的孔制造不良,使定位面接触不好造成的偏心,所以减少齿轮减速机的齿圈径向跳动误差才能有效提升齿轮的质量和精度。
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